Neuer Baustein für Mobilfunk der Zukunft

Beschichtung auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen kann Terahertz-Wellen bändigen

Kohlenstoffnanoröhrchen bahnen 6G den Weg (Bild: pixabay.com, Gerd Altmann)

Stockholm/Moskau (pte004/31.03.2026/06:15)

Russische Forscher am Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) haben in Zusammenarbeit mit Kollegen der schwedischen Königlichen Technischen Hochschule (KTH) einen Weg gefunden, Terahertz-Lecks zu stopfen. Terahertz-Wellen spielen eine wichtige Rolle bei 6G, der künftigen sechsten Generation des Mobilfunks.

Dieser Bereich, angesiedelt zwischen Infrarotlicht, das in Nachtsichtgeräten verwendet wird, und Mikrowellen, die Lebensmittel erhitzen, ist allerdings schwer zu bändigen. Die Wellen büxen oft unkontrolliert aus, sodass für die Kommunikation weniger Leistung zur Verfügung steht.

Interferenzen beseitigt

Den Forschern ist es gelungen, eine neuartige Beschichtung auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen zu entwickeln, die auf elektromagnetische Strahlung wie eine hochabsorbierende schwarze Farbe auf sichtbares Licht wirkt. In beiden Fällen wird das Medium weitgehend verschluckt. "So können wir elektromagnetische Strahlung in 2D-integrierten optischen Schaltkreisen steuern, Interferenzen beseitigen und zusätzliche Funktionen ermöglichen", erklärt Dmitry Krasnikov vom Skoltech.

Die Beschichtung wird mittels chemischer Gasphasenabscheidung aus Aerosolen aufgebracht und absorbiert Terahertz-Strahlung, wodurch verhindert wird, dass diese sich in unerwünschte Richtungen ausbreitet. Das ist besonders nützlich für die Isolierung von Silizium-Wellenleitern, die elektromagnetische Signale zwischen Komponenten innerhalb eines Geräts übertragen. Die Beschichtung wirkt zudem als Barriere gegen Störungen von außen.

Um die Leistungsfähigkeit zu testen, untersuchten die Forscher die Auswirkungen von Schichten mit Stärken zwischen zwei und 53 Nanometern. Die dicksten waren 1800 Mal dünner als ein menschliches Haar und dennoch so effektiv, dass selbst hochempfindliche Instrumente fast kein austretendes Signal mehr nachweisen konnten.

Schnell erzeugt, leicht zu integrieren

"Wir haben gezeigt, dass ultradünne Beschichtungen auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren als wirksames Mittel zur Steuerung von Terahertz-Strahlung dienen können", so Albert Nasibulin, Professor im Skoltech-Zentrum für Photonik. "Sie lassen sich schnell synthetisieren und leicht in photonische Schaltungen integrieren, was diese Technologie vielversprechend für die Entwicklung neuer Generationen von Terahertz-Geräten macht – von 6G-Kommunikationssystemen bis hin zu Sensor- und Medizintechnologien."

Die Innovation hat Auswirkungen, die weit über die Kommunikationstechnik hinausgeht: "Eine solche elektromagnetische Abschirmung kann genutzt werden, um einen Raum oder ein Gebäude vor Telekommunikationssignalen zu schützen und nur elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlängen durchzulassen", sagt Dmitry Lioubtchenko von der KTH.

"Das ist unter anderem für Gefängnisse von Bedeutung, um zu verhindern, dass Häftlinge unkontrolliert mit der Außenwelt kommunizieren. Angesichts der Aussichten auf den Einsatz von Terahertz-Strahlung in der Medizin als Alternative zu Röntgenstrahlen brauchen wir eine Möglichkeit, Terahertz-Wellen, die möglicherweise nicht völlig ungefährlich sind, so zu manipulieren, dass sie auf den zu untersuchenden Bereich des Körpers beschränkt bleiben und das medizinische Personal geschützt wird", so der Forscher abschließend.

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